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摘要：這一論文的中心論點是從“核安全、核成本、核資源”三種不同角度，分析論述了我國必須立即停止我國在核能發展上的“大躍進”，指出“必須對核電站的成本和效益進行重新評估、重新分析”，其最大的問題，是不知道這一從“核資源、核燃料循環、核電站、后處理、核嬗變和核廢物處置”，以及“發電成本”，這一系列的產業鏈要花多少錢？此外，如果中國的確要實現“2050年核電達到4億千瓦以上”的既定目標，那么中國將“至少”面臨“高達400萬噸天然鈾可采儲量”的短缺。而按照某些“樂觀”的或“一廂情愿”的（Wishful）地質專家們的估計，“最多”也只是“我國鈾資源總量可能超過200萬噸”，而且這一“鈾資源總量”并不等于“可采儲量”。還指出我國快堆的研發，只能期望在“2040年前后建成一個配套的接近增殖的快中子堆核能系統，實現快堆核燃料循環的閉合和核燃料的接近增殖”。其實就是不能做到“增殖”。 最近接連寫了三篇文章，《一論、二論、三論我國應大幅度調整發展核能的政策》，其中心論點是從“核安全、核成本、核資源”三種不同角度，分析論述了我國必須立即停止我國在核能發展上的“大躍進”。 一、請各位看一看我國現在制定的核電站“大躍進”的規劃： 我國正在運行的核電反應堆有11座，電功率為900萬千瓦，目前國內正在建造的有26座核電反應堆，總功率約2800萬千瓦。國家能源局和工程院已制定的規劃目標是：2020年核電發展到7000萬千瓦，或為8000萬千瓦，2030年達2億千瓦，2050年達4億~5億千瓦。核電將逐步發展為我國主要能源之一。 全世界正在運行的核電站約400多座，總功率一共就是4億千瓦。但我國要在未來10~40年內，至少達到4億千瓦，爭取達到5億千瓦。 這樣一個中、長期規劃，當然未被國務院正式批準，但現在已在報刊、雜志上大量宣傳。 現在熱議中或爭議中的奮斗目標，是2020年將達到多少，是7000萬千瓦，8000萬千瓦，還是停留在已開工建設的裝機，亦即共約4000萬千瓦。 問題是，這一核規劃的制定，根本未對核安全問題，做出任何評估或具體分析，在中國工程院撰寫的《中國能源中長期（2030、2050）發展戰略研究“核能卷”中，甚而連切爾諾貝利爆炸事故的名詞都未出現。而世界上自400多座核電站運行以來，世界先后共發生過3次重大核安全事故，概率約為1%。現在這一4億千瓦到5億千瓦核電站的建造，其重大事故的發生率是多少？這是一個亟待科學分析、科學論證的問題。但是，由中國工程院編寫的“核能卷”中，這一長達38頁不對核安全問題進行細致討論的核能規劃，竟然在能源界、環保界，一路綠燈，安然通過；其無視核安全問題的嚴重性，令人吃驚！ 所以，福島事件給予我們的重大啟示之一，必須立即停止推進僅由少數人關門制定的核電站“大躍進”式的規劃。 二、福島事件給予我們的啟示之二是： 并不是日本或我國核電專家做不出安全型核電站，而是日本人根本沒有想到日本會發生這種“千年一遇”的九級地震，又激發了“難得一見”的大海嘯。日本人抗震經驗相當成熟，但未對9級地震設防，更未對大海嘯設防。 所以，福島事故給我們的教訓是：必須大幅度提高核電站的設計和運轉的安全標準，也就是需要把那種“千年一遇”的偶然事故，也考慮在內，否則就不能“確保”福島事故，不再發生。而且這種“確保”，必須“絕對”確保，而不是“相對”確保。 在人類核活動的歷史上，又出現了一次絕不允許重復發生的重大事故！中國的核政策必須從福島事故中充分汲取教訓，必須“絕對”確保福島事故再不能出現于中國大地！ 三、重大的爭論是中國在內陸地區是否應建造核電站。 當前中國已建、在建的核電站，均放置在海邊。下面是一張到2010年底為止的“已建、在建”核電站的“簡圖”： 有報導表明，這一“簡圖”已從30座上升到40座，也有報導說自福島事件后，已停止了某些“擬議”中的核電站，情況還在不斷變化之中。 但是福島事故也有值得吸取的重要經驗教訓。這就是“幸而”福島核電站放置在海邊。這除了便于取得冷卻水源外，還因為萬一出現核事故，還有可能將放射性廢水向大海排放；而萬一污染了內陸地區的水源以及地下水，那可是影響人類生存發展的大問題。 最近，由于人們開始重視福島事件給予人類的教訓，某些人開始主張核電站應放置在“1000年內沒有4級以上地震、沒有海嘯的地方。”而“如果那個地方沒有地震、沒有海嘯，像美國、法國的很多電站都沒有出現問題”。但我們也還要冷靜地看到，這一意見，僅考慮到地質變動所引起自然災害，沒有認識到氣象災害也將嚴重影響核電站運行是否安全。核電站的特點之一，是大量消耗冷卻水，約是通常火力發電的4倍。萬一出現極度干旱，水源枯竭，這將產生“特大”核安全事故！例如，今年夏季，素以水量豐富著稱的湖南、江西均出現嚴重干旱，邊鄱陽湖、洞庭湖均出現大面積湖底干裂，人畜飲水困難，以致緊急呼吁長江三峽放水。而更重要的，上述意見是僅從如何解決Nuclear Safety的角度，來討論核電站選址問題的。而如果還要考慮 Nuclear Security，就仍然要考慮到中國有許多“核心”地區，不能建造核電站。我曾經看到一個材料，說湖南省在歷史上從未發生過地震，也看到核總公司和湖南省委有一個要在湖南省大力推進核電建設的協議。看來這將是核電站“待選”的優良地址之一。但如果考慮到中國的“核防衛”，不僅要應對未來可能的國際戰爭，還要應對國際恐怖分子、民族分裂分子、宗教極端分子、…….的襲擊和破壞；那么其最佳選擇，還是以放置在海邊、海中小島為好！“湖廣熟、天下足”！這是中華民族的“核心利益”所在，切不可掉以輕心！ 四、福島事件給予中國的另一重大教訓是：必須重新審定核安全標準，制定新的、符合中國國情、適應中國需要的核安全標準。 請注意安全一詞有兩種含義，在英語里，Nuclear Safety知National Security 一詞是有嚴格區別的。我的粗淺理解是：Nuclear Safety只包括天災，而National Security就連“人禍”也包括在內了。但是，我們追求的核安全，就不僅僅是Safety，而且要上升到Security。 前一時期，聯合國潘基文秘書長在2011年4月19日，在烏克蘭召開的“安全和創新利用核能國際峰會”上，提出五點行動方案，呼吁國際社會全面加強核安全，避免核事故災難的發生。潘基文強調，安全工作必須被置于至高無上的地位；因為核事故的影響是跨越國界的，所以應對行動必須在全球范圍內得到論證。” 為此，潘基文秘書長呼吁“在核安全與核保安之間建立更強有力的聯系”。我的理解是，潘基文秘書長其實是在敦促聯合國以及世界各國不僅要關注Nuclear Safety，還要關注Nuclear Security。Nuclear Safety一詞，在潘基文那里和中國核能界許多專家認識就不相同。潘基文講的是“核”安全，而我國僅限于“核電站”安全。其實，在核活動中，從原料的開采、制造、發電、處理、嬗變和儲存中，都大量存在著安全問題。至于其實，Nuclear Security一一詞，更包含多方面內涵，既包括如何抗御敵方飛行物的襲擊，也包括防衛恐怖分子的破壞，還包含核材料的走私，核技術的無控制的轉移等，涉及捍衛國家安全和保證國際社會共同安全等重大問題。現在中國網站均將Nuclear Security一詞譯作“核保安”，似不能完全體現這一詞條豐富內涵，也許以譯作“核防衛”較佳！ 需要向社會公眾報告的是：恐怖分子襲擊核電站，在技術上是很容易實現的。除可以使用飛行的小型爆炸物直接命中核電站的主體部分外，甚而核電站的斷電、斷水事故，都可以造成不可逆轉的損失。所以，我強烈支持國際社會應該攜手合作，共同防范這一人禍的發生。不幸，這只是少數核專家、少數政治家認同的意見。請允許我大膽猜測一下，很可能，人類必須在真正出現恐怖分子對核電站襲擊，再度發生7級以上的重大核事故后，才能接受教訓，真正達成包括中國在內的國際共識。 五、在中國應如何發展核電站的問題上，還有一個尚未引起廣泛關注的問題，“必須對核電站的成本和效益進行重新評估、重新分析”。 如所周知，我國所設計的核電站，其核安全所設標準其實是很低的；而且設計者對所設計的抗震標準，往往諱莫如深，不予公布。原因在于，國家發改委要求核電站的發電成本不能超過石油發電成本的20%，太貴了，發改委就不予支持。據我所知，早年的設計，其設防標準，約是6.5級；新設計的所謂“第三代”Ap1000型核電站，也只訂為7級。所以中國現在運行和在建的核電站，不僅無法抗御福島事故的9級地震，連唐山大地震、汶川大地震也無法抗御！但是，我們核“專家”卻不斷吹噓所設計核電站如何“安全”。 可能由于大幅度提高安全成本的后果，是中核集團或廣核集團，要大幅度減少利潤，甚而還要大幅度虧損。但是，這一大幅度提高安全標準的后果是：有可能真正將核電站持續運轉的壽命，從現有設計的30年，確保延長到60年，也有可能仍然取得一定的利潤。 六、更為重要的如何處理核廢料 發展核能更為重要的是鈾棒燃燒后，其剩余有極強放射性的核廢料，如何妥善地“處理、嬗變和儲存——以保證其在長達幾十萬年內的儲存期間，不致嚴重破壞人類居住環境的問題，——也列入成本。其實，世界各國，包括我國，均未能妥善解決這一重大遺留問題。一旦這一重大問題真正提到議事日程，核能的成本就將大幅度增加，其效益也就大幅度減弱；而一旦出現嚴重破壞環境事故，還可能產生后果極為嚴重的“負效益”。福島事故本身，已說明凡影響子孫后代的災難性的環境破壞的核事故，將產生“負效益”。 實際上，這一重大遺留問題將留給子孫后代去解決，由子孫后代為他們的先輩們取得的重大經濟效益付出代價！這明顯地背離了可持續發展的準則！ 七、最大的問題，是不知道這一從“核資源、核燃料循環、核電站、后處理、核嬗變和核廢物處置”，以及“發電成本”，這一系列的產業鍵要花多少錢？ 僅從我看到的技術資料來看，據核能專家顧忠茂介紹，“現在國際社會上能達成共識的乏燃料后處理價格大約是100萬美元/噸。1個百萬千瓦的反應堆以每年產生25噸乏燃料計算，后處理費約2500萬美元。”劉學剛表示，“建設一個后處理廠費用極高，相當于幾個核電站的費用。”也許可以給出一個參考數字：“法國人開出了一個天價——200億歐元。而這僅僅是一個年處理能力800噸的廠”。 由上述數據，容易算出，一個功率為100萬千瓦核電站，所分攤到的后處理費用是“2500萬美元×60+ =97.5億人民幣”。 而如果引進法國人開出的“天價”，可算出一個功率為100萬千瓦核電站，所分攤到的后處理廠的建造費用是6億歐元。如果這一后處理廠的使用壽命是60年，（注：只能如此假定，未知確否）；那么每座100萬千瓦核電在它生存的60年期間，其折合成人民幣的投入是“6億歐元=55億人民幣”。而如果使用壽命僅是30年，其相應投入費用，就上升一倍！問題是這座后處理廠要應對的是超常強放射性的轟擊。所有的控制元件、傳感器能持續運轉的壽命是多少，均屬未知數，而且人員不能靠近在線拆換已損壞的器件！而如果僅能使用20年，其相應投入就立即上升到165億人民幣！ 請注意，這里并未計入為建設一個后處理廠所必須付出的土地、基建、工資、環保、增殖稅等費用，所回收的僅是12公斤钚和1425噸的鈾。現在國際上天然鈾價格約是50美元/磅，由于有“核不擴散”，钚“被”抬到5500美元/克。簡單測算一下，其產生的產值約是2.0億美元。這只占引進的“后處理”工廠等全部支出中，很小的一部分。 至于“核嬗變”、“地質處置庫”等保證核安全措施，尚缺乏成熟技術，也不知要花費多少錢！ 八、需要向社會公眾報告的，在如何處置“處理后”剩余的核廢料存放問題上，現在還出現一些新思維。 2011年5月26日，粒子物理學家張肇西教授來我辦公室討論核政策問題。他建議可存放到繞太陽而旋轉的軌道上。我說，不如用火箭技術，將剩余核廢料加速成為“大于第一宇宙速度，又小于第二宇宙速度”的飛行物。只需大體上對準太陽發射，就一定能降落到太陽表面，形成壯麗景觀！由于這一發射只需控制火箭的發射功率，不需導航精度，也許能大幅度降低發射成本，取得經濟效益和社會效益。其突出的優點是，只要不出現發射事故，將能保證這一“存放”絕對不會污染地球！ 6月4日，歐陽自遠院士，告訴我一個發射價格。“按我國現有發射技術水平，如不計算發射架的建設、……等投資，每發射一噸重的飛行物飛到天空，其火箭發射成本約是1.0億人民幣”。 航空、航天系統工程專家，顧逸東院士，也給了我一個大致相同的發射價格。但顧逸東院士又說，“重大的問題是發射成功率。現在國際和國內發射成功率一般均在95%~96%左右，但這是指進入指定的軌道。向太陽發射，沒有入軌問題，其成功率可能較高，究竟是多少有待研究和改進。”但是，一個運轉60年的100萬千瓦核電站所支出的“嬗變+儲存”的費用，就有可能縮減為約60億元的人民幣，而且這是永久不會污染地球的“嬗變+儲存”。 現在全世界有待處理的核廢料約有25萬噸。加上后處理后，可縮減到約1萬多噸。如果將剩余的1萬多噸核廢料發射到太空，人類社會所支付的代價，大體上是1.5~2.0萬億人民幣。我認為這一發射“儲存”的方案，也許能取代擬議中的“地質儲存庫”，請國際社會共同研究。 九、中國高速發展核電站還有一個致命的困難，中國將面臨天然鈾資源的嚴重短缺，尤其是可采儲量的嚴重短缺。 如果中國的確要實現“2050年核電達到4億千瓦以上”的既定目標，那么中國將“至少”面臨“高達400萬噸天然鈾可采儲量”的短缺。而按照某些“樂觀”的或“一廂情愿”的（Wishful）地質專家們的估計，“最多”也只是“我國鈾資源總量可能超過200萬噸”，而且這一“鈾資源總量”并不等于“可采儲量”。如按照何某人利用物理學者常用的“數量級分析方法”，做出的估計：中國近期可期望獲得的天然鈾資源的“上限”為550×6.5%=35.75萬噸，遠期可期望獲得天然鈾資源的“上限”為1600×6.5%=104萬噸！原因是：由國際機構對已有資料的統計，“世界保有可采天然鈾儲量為550萬噸”，“加上預測和推斷鈾資源約為1600萬噸”。中國國土面積約占世界陸地面積的6.5%。而中國又僅為“比較豐富”，亦即不能認為是資源豐富的國家，也很難認為這一“比較豐富”的國家將能超過世界蘊藏量的“平均值”。 現在世界名列前10名的主要國家，可采天然鈾儲量是： 這10個國家共擁有世界總計儲量546.88萬噸的90%。其中占第1位是澳大利亞，約有124.3萬噸“可采儲量”。2007年，天然鈾資源現居“世界第一”土地面積約為中國面積的77%的澳大利亞，經過半個世紀的努力，一共才找出了124.3萬噸的可采儲量；中國竟然希望在未來的30~50年間，依靠大力增加勘探力度，從“年不足60萬米鉆探工作量”，“提升為年鉆探200萬米”工作量，（參看“核能卷”230頁），就能找出高達200萬噸的天然鈾資源的“可采儲量”？！這真是不可想象！！ 十、為了解決我國十分緊缺的鈾資源問題，許多人都對我國的“快堆”技術，抱有殷切的希望，尤其“核能卷”和“綜合卷”的序言和概論都強烈地表達了這一觀點，但我國快堆專家們卻持著謹慎的態度。 “核能卷”的第210頁，230頁，都再三說，“發展快堆可大幅度提高資源利用率”“可大幅緩解對天然鈾的需求，實現核燃料供應的可持續發展”。但是，通讀“核能卷”里有關快堆技術的介紹，應該說，以阮可強院士為組長的“快堆及后處理組”，卻采取了“不跟風”和“極為謹慎”的態度。原因是：目前正在研發中的“快堆+后處理”的技術，并不是“先進”技術，不可能利用這一技術，真正實現核燃料的快速增殖。這集中表現在“核能卷”第235頁，所提供的一張圖： ![]()
這一附圖1.2勾畫的是兩種不同快堆技術，氧化物燃料快堆和金屬燃料快堆。后者的發電容量可以快速增長，而前者只能以“甚低”速度慢慢增長！很不幸！整個國際社會發展的均是氧化物燃料快堆技術，而金屬燃料快堆技術只在理論概念上成立，只進行過少量實驗，并沒有真正可行的研發工作。我國快堆的研發，當然只能首先學習氧化物燃料快堆技術，只能期望在“2040年前后建成一個配套的接近增殖的快中子堆核能系統，實現快堆核燃料循環的閉合和核燃料的接近增殖”。（見綜合卷，第107頁） 這里需要解讀一下，何謂“接近增殖”？ 理論上的快中子堆是增殖堆，可以實現核燃料不斷增殖。但如果其增殖系數過低，僅略大于1，僅約為1.1~1.2，那么加上核燃料的后處理，實現閉式循環時，將不可避免地，還要損失10%~20%。最后就只能“接近增殖”。其實就是不能做到“增殖”。 為什么在“綜合卷”第93頁上勾畫的未來發展路線圖中，要求到“2050年努力達到4億千瓦以上”，而快堆卻僅有3000萬千瓦，亦即僅占全部核能的8.5%。原因在于不可能期望現有“氧化物燃料快堆+濕式核燃料后處理”技術，實現核燃料的大量增殖。 十一、為了節約利用我國現在可能真正掌握的有限的天然鈾資源，我們更贊成把“好鋼用在刀刃上”，也就是中國的核電工作者，應大力轉向面對海洋經濟，用核動力解決未來海洋經濟發展所不可避免地“面臨石油短缺”。 在2011年5月29日的《光明日報》所刊登的有關“海洋經濟”的一篇文章說：“海洋占地球表面積71%”，“有取之不盡、用之不竭的潮汐能、海浪能、海流能、溫差能、鹽度差能等再生能源”。“海洋是人類生活、生產的重要空間，世界上60%的人口居住在距離海岸線100公里的地區”。“21世紀是海洋世紀。海洋世紀展示了海洋在未來國際競爭中的重要戰略地位，迫切要求中國在新世紀中必須加速布局海洋、競爭海洋、興盛海洋”。“大力發展海洋經濟，是新世紀拓展國家和區域經濟發展空間的迫切需要。進入新世紀后，隨著全球貿易的持續增長和陸地資源加速開發導致資源儲量日益減少，西方發達國家和涉海國家都聚焦于海洋，以爭奪海洋資源、控制海洋通道、擴占海洋空間和海洋科技‘制高點’為核心的海洋競爭日趨激烈”。“我國有18000多公里海岸線，6300多個島嶼，300多萬平方公里的管轄海域，發展海洋經濟潛力巨大。2010年，我國海洋生產總值38439億元，比上年增長28.8%，占全國生產總值的9.7%，成為國民經濟新的增長點”。“同時，我國還擁有和平利用公海和參加國際合作開發海洋資源的權力，開發和利用海洋的空間廣闊，由此決定中國要拓展發展新空間，就必須向海洋進軍，大力發展海洋經濟”。 而大力發展海洋經濟的關鍵技術或“制高點”之一，是必須用核動力裝備我們遠洋海輪，裝備能漂浮在海上的移動電源，裝備能保護我國海洋經濟安全的核航母、核潛艇……等各種快速艦艇，以應對未來可能發生的石油短缺。 為什么我們堅決呼吁必須設定我國核電發展“天花板”？原因在于我國必須保持能應對、能長期支撐海上經濟活動、軍事活動的強大的能源儲備。 作者：何祚庥 中國科學院理論物理研究所
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